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DCS系统

PLC、DCS、FCS三大控制系统的基本特点及区别

发布日期:2022-04-22 点击率:291

引言

        PLC于60年代末期在美国首先出现,目的是用来取代继电器,执行逻辑、计时、计数等顺序控制功能,建立柔性程序控制系统。1976年正式命名,并给予定义:PLC是一种数字控制专用电子计算机,它使用了可编程序存储器储存指令,执行诸如逻辑、顺序、计时、计数与演算等功能,并通过模拟和数字输入、输出等组件,控制各种机械或工作程序。

 

PLC(Programmable Logic Controller,可编程序控制器)
        在工业生产过程中,大量的开关量顺序控制,它按照逻辑条件进行顺序动作,并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制,及大量离散量的数据采集。传统上,这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。1968年美国通用汽车公司提出取代继电气控制装置的要求,第二年,美国数字公司研制出了基于集成电路和电子技术的控制装置,首次采用程序化的手段应用于电气控制,这就是第一代可编程序控制器,称Programmable Controller(PC)。
        个人计算机(简称PC)发展起来后,为了方便,也为了反映可编程控制器的功能特点,可编程序控制器定名为Programmable Logic Controller(PLC)。
PLC系统特点:
        (1)从开关量控制发展到顺序控制、运送处理,是从下往上的。
        (2)连续PID控制等多功能,PID在中断站中。
        (3)可用一台PC机为主站,多台同型PLC为从站。
        (4)也可一台PLC为主站,多台同型PLC为从站,构成PLC网络。这比用PC机作主站方便之处是:有用户编程时,不必知道通信协议,只要按说明书格式写就行。
        (5)PLC网格既可作为独立DCS/TDCS,也可作为DCS/TDCS的子系统。
        (6)大系统同DCS/TDCS,如TDC3000、CENTUMCS、WDPFI、MOD300。
        (7)PLC网络如Siemens公司的SINEC—L1、SINEC—H1、S5、S7等,GE公司的GENET、三菱公司的MELSEC—NET、MELSEC—NET/MINI。
        (8)主要用于工业过程中的顺序控制,新型PLC也兼有闭环控制功能。
        (9)制造商:GOULD(美)、AB(美)、GE(美)、OMRON(日)、MITSUBISHI(日)、Siemens(德)等。
DCS(DISTRIBUTED ConTROL SYSTEM ,集散控制系统)或TDCS
        (1)分散控制系统DCS与集散控制系统TDCS是集4C(Communication,Computer,Control、CRT)技术于一身的监控技术。
        (2)从上到下的树状拓扑大系统,其中通信(Communication)是关键。
        (3)PID在中断站中,中断站联接计算机与现场仪器仪表与控制装置。
        (4)是树状拓扑和并行连续的链路结构,也有大量电缆从中继站并行到现场仪器仪表。
        (5)模拟信号,A/D—D/A、带微处理器的混合。
        (6)一台仪表一对线接到I/O,由控制站挂到局域网LAN。
        (7)DCS是控制(工程师站)、操作(操作员站)、现场仪表(现场测控站)的3级结构。
        (8)缺点是成本高,各公司产品不能互换,不能互操作,大DCS系统是各家不同的。
        (9)用于大规模的连续过程控制,如石化等。
        (10)制造商:Bailey(美)、Westinghous(美)、HITACH(日)、LEEDS & NORTHRMP(美)、SIEMENS(德)、Foxboro(美)、ABB(瑞士)、Hartmann & Braun(德)、Yokogawa(日)、Honewell(美国)、Taylor(美)等。
FCS(fieldbus control system,现场总线控制系统)
        (1)基本任务是:本质(本征)安全、危险区域、易变过程、难于对付的非常环境。
        (2)全数字化、智能、多功能取代模拟式单功能仪器、仪表、控制装置。
        (3)用两根线联接分散的现场仪表、控制装置、PID与控制中心,取代每台仪器两根线。
        (4)在总线上PID与仪器、仪表、控制装置都是平等的。
        (5)多变量、多节点、串行、数字通信系统取代单变量、单点、并行、模拟系统。
        (6)是互联的、双向的、开放的取代单向的、封闭的。
        (7)用分散的虚拟控制站取代集中的控制站。
        (8)由现场电脑操纵,还可挂到上位机,接同一总线的上一级计算机。
        (9)局域网,再可与internet相通。
        (10)改变传统的信号标准、通信标准和系统标准入企业管理网。
        (11)制造商:美Honeywell 、Smar 、Fisher— Rosemount、  AB/Rockwell、Elsag— Bailey 、Foxboro 、Yamatake 、日Yokogawa、欧  Siemens、 GEC—Alsthom 、Schneider、 proces—Data、 ABB等。
        (12)3类FCS的典型
        1)连续的工艺过程自动控制如石油化工,其中“本安防爆”技术是绝对重要的,典型产品是FF、World  FIP、Profibus—PA;
        2)分立的工艺动作自动控制如汽车制造机器人、汽车,典型产品是Profibus—DP、CANbus;
        3)多点控制如楼宇自动化,典型产品是LON Work、Profibus—FMS。

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